MF - Mecànica de Fluids

Transcripción

1 Unitat responsable: EPSEM - Escola Politècnica Superior d'enginyeria de Manresa Unitat que imparteix: EMIT - Departament d'enginyeria Minera, Industrial i TIC Curs: Titulació: 2018 GRAU EN ENGINYERIA D'AUTOMOCIÓ (Pla 2017). (Unitat docent Obligatòria) Crèdits ECTS: 4,5 Idiomes docència: Català, Castellà, Anglès Professorat Responsable: Altres: Felipe Blanch, Jose Juan De Vives Costa, Jordi Cobo Molina, Raül Competències de la titulació a les quals contribueix l'assignatura Bàsiques: CB3. Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica. Específiques: CE7. Coneixements dels principis bàsics de la mecànica de fluids i la seva aplicació a la resolució de problemes en el camp de l'enginyeria. Capacitat de dissenyar i interpretar sistemes fluidodinàmics. Genèriques: CG3. Coneixement en matèries bàsiques i tecnològiques, que els capaciti per a l'aprenentatge de nous mètodes i teories i els doti de versatilitat per adaptar-se a noves situacions. CG4. Capacitat de resoldre problemes amb iniciativa, presa de decisions, creativitat, raonament crític i de comunicar i transmetre coneixements, habilitats i destreses en el camp de l'enginyeria de l'automoció. Transversals: 1. COMUNICACIÓ EFICAÇ ORAL I ESCRITA - Nivell 2: Utilitzar estratègies per preparar i dur a terme les presentacions orals i redactar textos i documents amb un contingut coherent, una estructura i un estil adequats i un bon nivell ortogràfic i gramatical. 2. TREBALL EN EQUIP - Nivell 2: Contribuir a consolidar l'equip, planificant objectius, treballant amb eficàcia i afavorint-hi la comunicació, la distribució de tasques i la cohesió. 3. APRENENTATGE AUTÒNOM - Nivell 2: Dur a terme les tasques encomanades a partir de les orientacions bàsiques donades pel professorat, decidint el temps que cal emprar per a cada tasca, incloent-hi aportacions personals i ampliant les fonts d'informació indicades. 4. TERCERA LLENGUA: Conèixer una tercera llengua, que serà preferentment l'anglès, amb un nivell adequat de forma oral i per escrit i amb consonància amb les necessitats que tindran les titulades i els titulats en cada ensenyament. Metodologies docents MD1 Classe magistral o conferència (EXP) MD2 Resolució de problemes i estudi de casos (RP) MD3 Treballs pràctics en laboratori o taller (TP) MD5 Projecte, activitat o treball d'abast reduït (PR) MD7 Activitats d'avaluació (EV) Objectius d'aprenentatge de l'assignatura 1 / 8

2 L'assignatura pretén proporcionar coneixements específics sobre la mecànica de fluids. Entre els diferents objectius d'aprenentatge figuren: - Conèixer les principals propietats cinemàtiques, termodinàmiques i físiques dels fluids. - Conèixer i tenir capacitat d'analitzar els fluids des de el punt de vista del volum de control les equacions conservatives de la massa, quantitat de moviment i energia. - Conèixer i tenir capacitat d analitzar els fluids des de el punt de vista diferencial les equacions conservatives de la massa, quantitat de moviment i energia. - Conèixer els diferents tipus de fluxos de fluids i la seva caracterització. - Conèixer les equacions de Navier-Stokes per un fluid incompressible viscós. - Conèixer i tenir capacitat d'analitzar les tècniques experimentals aplicades als fluids. - Conèixer el mètodes matemàtiques relacionats amb la simulació dels fluxos de fluids (interns i externs). Hores totals de dedicació de l'estudiantat Dedicació total: 112h 30m Hores grup gran: 15h 13.33% Hores grup mitjà: 0h 0.00% Hores grup petit: 30h 26.67% Hores activitats dirigides: 0h 0.00% Hores aprenentatge autònom: 67h 30m 60.00% 2 / 8

3 Continguts Títol del contingut 1: Introducció als fluids. Propietats Dedicació: 15h Grup petit/laboratori: 4h Aprenentatge autònom: 9h Introducció als fluids. Caracterització. Propietats. Treball específic sobre els continguts (Activitat 1) Conèixer les característiques mecàniques dels fluids. Conèixer el tractament del medi continuo. Conèixer les propietats cinemàtiques, termodinàmiques i físiques dels fluids. Títol del contingut 2: Relacions integrals per a un volum de control Dedicació: 30h Grup gran/teoria: 4h Grup petit/laboratori: 8h Aprenentatge autònom: 18h Lleis bàsiques de la mecànica de fluids. Teorema de Reynolds. Lleis conservatives des de el punt de vista eulerià. Treball específic sobre els continguts (Activitat 2) Conèixer, comprendre i analitzar fluids des de el punt de vista del volum de control, aplicant les lleis bàsiques de la mecànica dels fluids. 3 / 8

4 Títol del contingut 3: Relacions diferencials para una partícula fluida Dedicació: 30h Grup gran/teoria: 4h Grup petit/laboratori: 8h Aprenentatge autònom: 18h Lleis conservatives des de el punt de vista lagrangià. Treball específic sobre els continguts (Activitat 3) Conèixer, comprendre i analitzar fluids des de el punt de vista diferencial, aplicant les lleis bàsiques de la mecànica dels fluids. Conèixer i comprendre les equacions de Navier-Stokes. Títol del contingut 4: Anàlisi experimental Dedicació: 22h 30m Grup gran/teoria: 3h Grup petit/laboratori: 6h Aprenentatge autònom: 13h 30m Anàlisi dimensional i semblança. Treball específic sobre els continguts (Activitat 4) Conèixer, comprendre i analitzar fluids des de el punt de vista experimental. Títol del contingut 5: Flux intern. Concepte de la capa límit Dedicació: 15h Grup petit/laboratori: 4h Aprenentatge autònom: 9h Flux intern. Pèrdues d energia per fregament. Concepte de la capa límit. Treball de laboratori específic sobre els continguts (Activitat 5) Avaluació individual (Activitat 6) Conèixer, comprendre i analitzar els fluxos interns. Conèixer la capa límit dels fluids. 4 / 8

5 Planificació d'activitats Títol de l'activitat 1: Propietats dels fluids Dedicació: 14h Grup gran/teoria: 1h Grup petit/laboratori: 4h Aprenentatge autònom: 9h Realitzar un resum sobre les propietats dels fluids i les seves implicacions. S'ha de realitzar un problema i un test sobre les propietats dels fluids. En el campus virtual ATENEA i en bibliografia 10 % de la nota Títol de l'activitat 2: Anàlisi de fluids des de el punt de vista del volum de control Realitzar un resum sobre la formulació de les lleis bàsiques des de el punt de vista eulerià. S'ha de realitzar la seva exposició pública. Realitzar sis problemes sobre la temàtica. Introducció a la simulació fluidodinàmica, mitjançant volums de control finits. Software: FLOW3D. Realitzar un test sobre la temàtica. En el campus virtual ATENEA i bibliografia 20 % de la nota Compromís social i sostenibilitat Dedicació: 26h Grup petit/laboratori: 8h Aprenentatge autònom: 16h 5 / 8

6 Títol de l'activitat 3: Anàlisi de fluids des de el punt de vista diferencial Dedicació: 26h Grup petit/laboratori: 8h Aprenentatge autònom: 16h Realitzar un resum sobre la formulació de les lleis bàsiques des de el punt de vista lagrangià. S'ha de realitzar la seva exposició pública. Primer aproximació a la simulació fluidodinàmica, mitjançant volums de control finits. Software: FLOW3D: Models 2D, asimetria. (Pre - processat) Realitzar sis problemes sobre la temàtica. Realitzar un test sobre la temàtica. En el campus virtual ATENEA i bibliografia 20 % de la nota Compromís social i sostenibilitat Títol de l'activitat 4: Anàlisi experimental Dedicació: 20h 30m Grup gran/teoria: 1h Grup petit/laboratori: 6h Aprenentatge autònom: 13h 30m Realitzar un resum sobre l'anàlisi dimensional i semblança. Segona aproximació a la simulació fluidodinàmica, mitjançant volums de control finits. Software: FLOW3D: Models 2D. (Solver i postprocessat) Realitzar tres problemes sobre la temàtica. Realitzar un test sobre la temàtica. En el campus virtual ATENEA i bibliografia 15 % de la nota 6 / 8

7 Compromís social i sostenibilitat Títol de l'activitat 5: Flux intern Dedicació: 13h Grup petit/laboratori: 4h Aprenentatge autònom: 9h Realitzar un model de flux intern i realitzar la seva avaluació al laboratori. En el campus virtual ATENEA i bibliografia, i en el Laboratori 10 % de la nota Títol de l'activitat : 6 Avaluació individual Dedicació: 2h Realitzar una prova escrita individual dels continguts del curs. Formulari i calculadora científica 25 % de la nota 7 / 8

8 Sistema de qualificació Activitat 1: 10 % nota Activitat 2: 20 % nota Activitat 3: 20 % nota Activitat 4: 15 % nota Activitat 5: 10 % nota Activitat 6: 25 % nota Normes de realització de les activitats És indispensable haver realitzat un mínim de 4 activitats per aprovar l'assignatura. Bibliografia Bàsica: Currie, Iain G. Fundamental mechanics of fluids. 4th ed. Boca Raton: CRC Press, c2013. ISBN White, Frank M. Mecánica de fluidos. 6ª ed. Madrid: McGraw-Hill, ISBN Complementària: Fernández Oro, Jesús Manuel. Técnicas numéricas en ingeniería de fluidos: introducción a la dinámica de fluidos computacional (CFD) por el método de volúmenes finitos. Barcelona: Reverté, ISBN Shames, Irving Herman. La mecánica de los fluidos. 3ª ed. Santafé de Bogotá: McGraw-Hill, ISBN Altres recursos: Apunts, presentacions i problemes en el campus digital ATENEA 8 / 8